一种集成电路LSR废水回用处理系统及方法与流程

本发明属于水处理，具体涉及一种集成电路lsr废水回用处理系统及方法。

背景技术：

1、等离子水洗local scrubber设备，用于去除集成电路dry etch、thin film、diffusion等晶圆工艺制程中使用或产生的pfc温室气体和cf4、nf3、sf6、c2f6、chf3、ch2f2等有毒有害气体的等离子体过滤器，氮气在强电流的作用下被电离成等离子体，产生的高温火焰将废气分解，最后经过两段水淋洗后排入大气中。废气中的化学物质溶于水中，产生了lsr废水。

2、当前集成电路工厂通常将lsr废水排入废水池和其他废水一起处理，达标后排放。lsr废水约占总废水水量的10-15％，水量较大，相对于其他废水，lsr废水的总有机碳toc、电导率、氟离子、浊度等数值不高，污染物成分不复杂，此外，lsr设备用水对电导率、氟离子、浊度等水质指标要求不高，为节约水资源，将lsr废水专门收集进行处理，再供给lsr设备用水是最经济和合理的方式。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种对集成电路lsr废水处理效率高、系统构成简单、占地面积小、对环境无二次污染，且便于工业化大规模推广和应用的处理系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的集成电路lsr废水回用处理系统，按照工艺流程依次包括：

4、收集池，所述收集池接收lsr设备的废水，进行水量的调节；

5、位于所述收集池下游、并与所述收集池连接的ph调节池，所述ph调节池调节废水的ph；

6、位于所述ph调节池下游、并与所述ph调节池连接的第一中间水池；

7、位于所述第一中间水池下游、并与所述第一中间水池连接的多介质过滤器，所述多介质过滤器去除废水中粒径大于0.5μm的胶体粒子和悬浮物；

8、位于所述多介质过滤器下游、并与所述多介质过滤器连接的碳基过滤器，所述碳基过滤器对废水中的有机物进行降解；

9、位于所述碳基过滤器下游、并与所述碳基过滤器连接的第一热交换器，所述第一热交换器将废水进行换热；

10、位于所述第一热交换器下游、并与所述第一热交换器连接的第二中间水池；

11、位于所述第二中间水池下游、并与所述第二中间水池连接的阳离子交换塔，所述阳离子交换塔用于去除废水中的阳离子；

12、位于所述阳离子交换塔下游、并与所述阳离子交换塔连接的阴离子交换塔，所述阴离子交换塔用于去除废水中的阴离子；

13、位于所述阴离子交换塔下游、并与所述阴离子交换塔连接的供水池；

14、位于所述供水池下游、并与所述供水池连接的微滤过滤器，所述微滤过滤器用于去除废水中粒径大于0.1μm的杂质颗粒，得到能够再生利用的水；

15、以及，位于所述微滤过滤器下游、并与所述微滤过滤器连接的第二热交换器，所述第二热交换器将水进行换热，达到lsr设备用水温度的要求。

16、进一步的，所述ph调节池通过投加入其中的酸或碱调节废水的ph，使所述ph调节池出水的ph为9-10。

17、进一步的，所述多介质过滤器去除废水粒径大于0.5μm中的胶体粒子和悬浮物的方式为：向连接所述第一中间水池和所述多介质过滤器的管道中投加混凝剂；且所述多介质过滤器内设置比重比水轻的轻质滤料，所述轻质滤料为从下至上依次设置的颗粒滤料和纤维滤料；

18、更进一步的，所述混凝剂为聚合氯化铝；

19、更进一步的，所述颗粒滤料为聚苯乙烯颗粒材料，所述纤维滤料为纤维束滤料；

20、更进一步的，所述多介质过滤器的罐体内的底部设置底部给水系统，所述底部给水系统为顶部等间距开孔的多孔环状管网，所述底部给水系统一端与多介质过滤器的进水管的出水端连接，所述进水管的进水端连接所述第一中间水池的出水管，所述进水管上设有进水管电动阀；所述底部给水系统的另一端与多介质过滤器的滤料反洗排水管连接，所述滤料反洗排水管上设有反洗排水管电动阀；所述底部给水系统上方从下至上依次设置颗粒滤料和纤维滤料，且下层颗粒滤料比上层的纤维滤料的密度小；所述纤维滤料上方设有拦截网，纤维滤料固定在拦截网上；所述拦截网上方、罐体内的顶部设置顶部排水系统，所述顶部排水系统为底部等间距开孔的多孔环状管网，所述顶部排水系统一端与多介质过滤器的排水管的进水端相连接，所述排水管上设有排水电动阀，所述排水管的出水端与碳基过滤器的进水管连接；

21、又更进一步的，所述多孔环状管网包括圆环形管、主横管和主纵管，所述主横管和主纵管垂直设置，且交点处连通并位于圆环形管的圆心处，所述主横管和主纵管的两端均与圆环形管连通；

22、再更进一步的，所述多孔环状管网还包括若干副纵管，若干所述副纵管与主纵管平行、与主横管垂直设置，且两端均与圆环形管连通，与主横管相交处均连通。

23、进一步的，所述碳基过滤器对废水中的有机物进行降解的方式为：向连接所述多介质过滤器与所述碳基过滤器的管道内投加过硫酸盐；且所述碳基过滤器内设置碳基材料；进入所述碳基过滤器的废水的温度为40-70℃；

24、更进一步的，所述过硫酸盐为过一硫酸盐(pms)或过二硫酸盐(pds)，投加量为1-30mg/l；

25、更进一步的，所述碳基材料为活性炭颗粒或生物活性炭颗粒；

26、更进一步的，所述lsr废水为废气经燃烧炉燃烧后水洗的废水，温度为40-70℃。

27、本发明的集成电路lsr废水回用处理工艺方法，采用上述集成电路lsr废水回用处理系统，包括以下步骤：

28、s01、lsr设备的废水进入收集池；

29、s02、收集池出水进入ph调节池，向ph调节池内投加酸或碱；

30、s03、ph调节池出水进入第一中间水池；

31、s04、第一中间水池出水经水泵加压进入多介质过滤器，向连接第一中间水池和多介质过滤器的管道内投加混凝剂；

32、s05、多介质过滤器出水进入碳基过滤器，向连接多介质过滤器与碳基过滤器的管道内投加过硫酸盐；

33、s06、碳基过滤器出水进入第一热交换器；

34、s07、第一热交换器出水进入第二中间水池；

35、s08、第二中间水池出水经水泵加压进入阳离子交换塔；

36、s09、阳离子交换塔出水进入阴离子交换塔；

37、s10、阴离子交换塔出水进入供水池；

38、s11、供水池出水经水泵加压进入微滤过滤器；

39、s12、微滤过滤器出水进入第二热交换器；

40、s13、第二热交换器出水供至lsr设备。

41、更进一步的，还包括步骤s14：

42、s14、对碳基过滤器的颗粒滤料和纤维滤料进行清洗；

43、所述清洗的方法为：关闭进水管上的进水管电动阀和出水管上的出水管电动阀，打开反洗排水管上的反洗排水管电动阀，储存在拦截网上部空间的水在重力的作用下向下冲向颗粒滤料和纤维滤料，滤料中的胶体粒子和微小悬浮物随着反洗水向下，从底部给水系统顶部的孔中进入底部给水系统，从反洗排水管排出，反洗水排向排水设施，颗粒滤料和纤维滤料反洗完毕，关闭反洗排水电动阀，打开出水管上的出水管电动阀，打开进水管上的进水管电动阀，开始下一个周期的过滤。

44、本发明的原理，主要包括多介质过滤器过滤原理和碳基过滤器降解有机物的原理。

45、多介质过滤器过滤原理为：颗粒滤料和纤维滤料各有其过滤特点：颗粒滤料具有深层过滤的特点，纤维滤料具有过滤精度高的特点，将这两种滤料相组合，放置于一个过滤装置中，下层颗粒滤料的密度比上层的小，颗粒滤层能产生向上的浮力，压缩上面的纤维滤层，从而形成了特殊的双层组合滤料结构。在过滤时，原水先经过颗粒滤料，去除粒径大于1μm的胶体粒子和微小悬浮物，再进入纤维滤料，去除粒径大于0.5μm的胶体粒子和微小悬浮物，提高了水质的净化效果。在进行反冲洗时，储存在拦截网上部空间的水在重力的作用下能拉长颗粒滤料和纤维滤料的滤层，对颗粒滤料和纤维滤料进行冲洗。

46、碳基过滤器降解有机物的原理为：在废水进入碳基过滤器前，向连接多介质过滤器与碳基过滤器的管道内投加过硫酸盐。过硫酸盐包括过一硫酸盐pms(hso5-)和过二硫酸盐pds(s2o82-)，过硫酸盐含有o-o键，属于h2o2的衍生物。碳基材料表面的锯齿形边缘、表面缺陷及离域的π电子具有较高的反应活性，同时碳基材料表面的含氧官能团基如酮羟基、羟基和羧基等能与pms或pds结合形成-c＝o-h-o-oso3，进而促进o-o键的断裂产生过硫酸根自由基so4-·(pds)或过硫酸根自由基和羟基自由基oh·(pms)。自由基能将有机物矿化为co2和h2o，或转化为小分子有机物。另一方面，lsr废水为废气经燃烧炉高温燃烧后水洗过的废水，废水的温度较高，通常为40-70℃，高温废水产生的热能能使过硫酸盐中的o-o键断裂，生成过硫酸根自由基so4-·(pds)或过硫酸根自由基和羟基自由基oh·(pms)。此外，碳基材料能活化过硫酸盐，热废水能活化过硫酸盐，二者能产生协同作用，减少过硫酸盐的投加量，降解有机物的效果更好。

47、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

48、1)本发明的集成电路lsr废水回用处理系统，采用的碳基过滤器具有降解。

49、有机物功能。碳基材料能活化过硫酸盐，热废水能活化过硫酸盐，二者能产生协同作用，减少过硫酸盐的投加量，对降解有机物具有更高的效率。

50、2)本发明的集成电路lsr废水回用处理系统，采用的过硫酸盐对环境无二次污染，且廉价易得，无毒无害，便于使用。

51、3)本发明的集成电路lsr废水回用处理系统，采用的碳基过滤器具有消毒功能，由于活化过硫酸盐产生的自由基能灭活细菌和微生物，对废水进行消毒，不必按常规工艺向多介质过滤器前添加次氯酸钠等消毒剂，低碳环保。

52、4)本发明的集成电路lsr废水回用处理系统，采用的多介质过滤器过滤效果更好，节省了大阻力排水系统，节省了反冲洗水泵，减少了运行费用。

53、5)本发明的集成电路lsr废水回用处理系统，采用的多介质过滤器将两种比重比水轻的滤料巧妙地相组合，跟现有的多介质过滤器单层滤料相比，能进行深度过滤，出水的浊度更低，水中的有机物、盐类的含量也会相应的减少，因此能减小后续碳基过滤器的有机物负荷，减少过硫酸盐的投加量，同时能减小阴、阳离子交换塔的离子负荷，减少滤料反洗时酸碱药剂的使用量，节省运行费用。

54、6)本发明集成电路lsr废水回用处理系统中，碳基过滤器可以采用集成电路工厂纯水处理工艺中活性炭滤池内失效的活性炭，可以对废物进行二次利用。

55、7)本发明集成电路lsr废水回用处理方法，便于工业化大规模推广和应用。